Idrologia fisica

Water cycle ha luogo nell'idrosfera (15 km oltre la sup. terrestre e 1 km al di sotto di essa).

In ogni fase ho almeno 2 cambiamenti di fase.

Il processo dinamico della formazione del vapore e del suo trasporto sono innescate dall'energia solare. Formazione delle precipitazioni e flussi di acqua liquida sono dovuti alla gravità.

• CONDENSAZIONE (atmos. -> oceano)
• EVAPORAZIONE (oceano -> atmos.)

Riguarda scale locali, regionali e continentali.

57% delle precipitazioni ritorna in atmosfera.

• 97% H₂O oceani
• 2% ghiacciai
• 0,31% acque sotterranee

Nell'idrosfera ci sono 1,4·10⁹ km³ di acqua (6% potabile).

Tempo di residenza

T_R = ^{volume H₂O (es. atmosferica)}/_{flussi (es. precipitazioni)}

Legge di conservazione dell'energia

dS/dt = I(t) - O(t)

L'energia solare si propaga sotto forma di RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA (fenomeno dell'IRRAGGIAMENTO).

Per intensità di radiazione si intende l'energia per unità di

Water cycle ha luogo nell'idrosfera (15km oltre la sup. terrestre e 1 km al di sotto di essa).

In ogni fase ho almeno 2 cambiamenti di fase.

Il processo dinamico della formazione del vapore e del suo trasporto sono innescate dall'energia solare. Formazione delle precipitazioni e flussi di acqua liquida sono dovuti alla gravità.

CONDENSAZIONE (atmosf. -> oceano)

EVAPORAZIONE (oceano -> atmosf.)

Riguarda scale locali, regionali e continentali.

57% delle precipitazioni ritornano in atmosfera.

• 97% H₂O oceani
• 2% ghiacciai
• 0,31% acque sotterranee

Nell'idrosfera ci sono 1,4⋅10⁹ km³ di acqua (6% potabile).

Tempo di residenza TR = ^{volum H₂O (es. atmosferica)}⁄_{flussi (es. precipitazioni)}

Legge di conservazione dell'energia

dS/dt = I(t) - O(t)

Input

S = storage in V

Output

L'energia solare si propaga sotto forma di RADI_AZIONE ELETTROMAGNETICA (fenomeno dell'IRRAGGIAMENTO).

Per intensità di radiazione si intende l'energia per unità di

Superficie e per unità di tempo, ossia la potenza per m².

La componente NORMALE della radiazione è:

I = I₀ senα

λ = lunghezza d'onda = distanza percorsa dall'onda tra due picchi

A = ampiezza = max variazione

f = frequenza = n° di onde che passano per un punto in 1 sec

W_λ = energia irradiata per unità di tempo e per m² in un intervallo [λ,λ + dλ] = EMITTANZA MONOCROMATICA o POTERE EMISSIVO.

a = coeff. di assorbimento = energia assorbita / incidente

τ = coeff. di riflessione = energia riflessa / incidente

⇒ a + τ = 1

Considerati due corpi all'equilibrio termico, alla temperatura T, vale:

W_λ,T1 / a₁ = W_λ,T2 / a₂ = cost = W_β,λ,T LEGGE di Kirchhoff

La distribuzione spettrale dell'energia irradiata da un corpo nero alle varie lunghezze d'onda viene descritta dalla legge di Planck.

Se si indica con W₀ la potenza emissiva di un corpo nero, W_β,λ,T rappresenta la potenza emissiva, alla lunghezza d'onda λ e temperatura T.

Wb_λ,T/T⁵ = (2πhc²(λT)^-5)/exp(ch/kλT - 1)

LEGGE di Planck

La potenza emissiva di un corpo nero è nulla per λ = 0 e per λ → ∞ e assume il suo massimo per: λ_mT = 2,898·10³ mK

LEGGE di Wein

La potenza emissiva di un corpo nero è anche ricavabile come il contributo energetico complessivo fornito da tutte le lunghezze d'onda, ossia dall'integrale:

∫₀^∞ Wb_λ/T⁵ d(λT) = ∫₀^∞ (2πhc²(λT)^-5 d(λT))/exp(ch/kλT - 1) = δ

Wb/T⁴ = δ

LEGGE di Stefan - Boltzmann

ATMOSFERA comprende:

• TERMOSFERA
• MESOSFERA
• STRATOSFERA
• TROPOSFERA

3 tipi di fenomeni avvengono al suo interno:

1. redistribuzione del calore in verticale, in orizzontale, attraverso venti e la circolazione generale dell'atmosfera.
2. trasferimento aria liquido/aeriforme tramite eva—

porazione, condensazione, nubi, precipitazioni e fenomeni meteorologici a grande e piccola scala.

3) p